(57)【要約】【課題】  一方向クラッチに組み込まれるばねのばね力を正確に、且つ簡単に測定することが可能な一方向クラッチのばね測定方法及び装置を提供すると共に、適当なばね力を持ったばねを組み込んで、機能や寿命が安定した一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供する。【解決手段】  一方向クラッチ１１０のばね測定方法であって、ばね１０９が組み込まれた保持器１０８を回転可能に支持する工程と、ばね１０９の寸法を測定、或いはばね１０９の取付不良を検出する工程と、を備える。【選択図】  図１
2006083951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向クラッチのばね測定方法であって、
ばねが組み込まれた保持器を回転可能に支持する工程と、
前記ばねの寸法を測定、或いは前記ばねの取付不良を検出する工程と、
を備えたことを特徴とする一方向クラッチのばね測定方法。
【請求項２】
前記測定、或いは検出工程は、前記保持器の内周面内から前記ばねを照射しながら非接触で行われることを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチのばね測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のばね測定方法によって測定された前記ばねを有することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のばね測定方法によって測定された前記ばねを有することを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
【請求項５】
一方向クラッチのばね測定装置であって、
ばねが組み込まれた保持器を回転可能に支持する支持装置と、
前記保持器と共に該支持装置に支持された前記ばねのばね高さを非接触で測定する画像処理装置と、
を備えることを特徴とする一方向クラッチのばね測定装置。
【請求項６】
前記支持装置に支持された前記保持器の内周面内には、照明装置が設置されることを特徴とする請求項５に記載の一方向クラッチのばね測定装置。
【請求項７】
前記支持装置は、前記保持器を回転中心に位置合わせした状態で前記保持器の軸方向両端部を挟持する、回転可能な一対のクランプ部材を有し、該一対のクランプ部材の一方には、前記照明装置を挿通可能な貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のばね測定装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向クラッチのばね測定方法及び装置、並びに一方向クラッチ、及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関し、より詳細には、エンジンのクランク軸の動力によって駆動されるオルタネータ等の補機類の入力軸や、エンジンのクランク軸に動力を与えるスタータモータの出力軸等に固定して用いられる一方向クラッチのばね測定方法及び装置、並びに一方向クラッチ、及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、例えば自動車用発電機であるオルタネータの回転軸の端部に固定し、エンジンのクランク軸の端部に固定した駆動プーリとの間に、無端ベルトを掛け渡す事によって、上記オルタネータを駆動するために利用する。また逆に、エンジン始動用モータとクランク軸を繋いで、エンジン始動のための駆動と、エンジンスタート後はクラッチ機構により空転する機能が要求されるアイドリングストップ機構に利用される。
【０００３】
図４に示すように、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００では、プーリ１０１とスリーブ１０２が両端で２つの支持軸受１０３，１０４によって相対回転可能に支持されている。また、プーリ１０１とスリーブ１０２との間の中間部には、外輪１０５、内輪１０６、ローラ１０７、保持器１０８、及びばね１０９から構成される一方向クラッチ１１０が配置されている。外輪１０５及び内輪１０６は鋼製の薄肉中空部材であり、ローラ１０７は鋼、保持器１０８は樹脂製、ばね１０９はステンレスが主な材質である。
【０００４】
外輪１０５は、プーリ１０１の内周面に圧入固定され、内輪１０６は、スリーブ１０２の外周面に圧入固定されている。外輪１０５の内周面或いは内輪１０６の外周面には、外輪１０５と内輪１０６との間に楔空間を構成するようにカム面が形成され、各楔空間内にローラ１０７が配置される。各ローラ１０７は、保持器１０８に形成された複数のポケット内に収容されており、保持器１０８に係止されたばね１０９によって、楔作用を発揮する方向、即ちロック方向に弾性的に押圧される。
【０００５】
このように構成される一方向クラッチ１１０は、楔空間に配置されたローラ１０７の係脱によって、プーリ１０１とスリーブ１０２が同期回転するロック状態と、プーリ１０１とスリーブ１０２が相対回転自在となる空転状態とを繰り返す。
【０００６】
図５（ａ）に示す一方向クラッチ１１０は、内輪１０６の外周面をカム面１１１、外輪１０５の内周面を円筒面１１２とした内輪クラッチである。この内輪クラッチは、外輪１０５が固定されるプーリ１０１の回転速度が内輪１０６が固定されるスリーブ１０２の回転速度より速くなると、ローラ１０７の楔作用によってロック状態となり、プーリ１０１の回転速度がスリーブ１０２の回転速度より相対的に遅くなると空転状態となる（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００７】
一方、図５（ｂ）に示す一方向クラッチ１１０は、外輪１０５の内周面をカム面１１１、内輪１０６の外周面を円筒面１１２とした外輪クラッチである。この外輪クラッチは、内輪１０６が固定されるスリーブ１０２の回転速度が外輪１０５が固定されるプーリ１０１の回転速度より速くなると、ローラ１０７の楔作用によってロック状態となり、スリーブ１０２の回転速度がプーリ１０１の回転速度より相対的に遅くなると空転状態となる（例えば、特許文献４〜７参照。）。
【０００８】
例えば、内輪クラッチにおいて、図６に示すように、保持器１０８は、一対の円環部１１３と、一対の円環部１１３を連結する複数の柱部１１４とを備えている。一対の円環部１１３の内側面側で、各柱部１１４の軸方向両端部及び軸方向中間部には、各柱部１１４の外周面から径方向外方に突出する端部側ばね固定爪１１５と中央側ばね固定爪１１６が形成されている。ばね１０９は、その基部１０９ａを端部側ばね固定爪１１５と中央側ばね固定爪１１６との間に固定し、折り曲げられた両端部の押圧部１０９ｂにてローラ１０７と接触して、ローラ１０７をロック方向に押圧する。
【０００９】
また、一対の円環部１１３の内周面には、カム面１１１を構成する凹部の軸方向両端部と係合する固定用凸部１１７が形成されており、保持器１０８と内輪１０６は回転一体に固定される。したがって、保持器１０８が内輪１０６に対して位置決めされることで、保持器１０８に固定されたばね１０９も内輪１０６に対して位置決めされる。
【特許文献１】特開昭５６−１０１３５３号公報
【特許文献２】特開平８−６１４４３号公報
【特許文献３】特開２０００−３１０３１４号公報
【特許文献４】特開平７−３１７８０７号公報
【特許文献５】特開２００３−４９８７１号公報
【特許文献６】特開平８−３１２５１０号公報
【特許文献７】特開２００３−１１３８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、従来の一方向クラッチ１１０では、ばね１０９がローラ１０７を押圧するばね力は、ばね高さＨによって変化し、このばね力の設定が、機能性や耐久性の面において大きな要因となる。即ち、外輪１０５と内輪１０６が係合するためには、低温時に内包するグリースの流動性が悪くなっても、グリースの抵抗に打ち勝ってローラ１０７を確実にロック方向へ付勢するのに必要なばね力を確保する必要がある。また、運転時に温度が上昇しグリースの流動性が良くなった状態においても、ローラ１０７がスリップせず確実に係合するためのばね力の確保は重要である。
【００１１】
一方、空転状態においては、ローラ１０７が容易に楔空間から抜け出して係合が解除される必要があり、抜け出したローラ１０７は、楔空間内において、外輪１０５及び内輪１０６との強い接触があってはならない。ローラ１０７と外輪１０５もしくは内輪１０６が強い接触をすると、内包したグリース膜を掻きとって、潤滑不良を起こし発熱・磨耗により寿命低下が発生してしまう場合がある。
【００１２】
このため、保持器１０８に係止されたばね１０９のばね力を測定する際には、従来、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置をサンプル的に組立てた後、空転トルクを計測し、実測値が空転トルクの規格値から外れている場合には、ばね１０９を交換して再度組立て直して測定するというような方法で、適当なばね１０９のばね力を設定していた。
【００１３】
しかしながら、この空転トルクのみの評価によってばね１０９を選定する方法の場合、一度組立ててみなければ、ばね１０９のばね力が正しいかどうか判断出来ず、１回で決まらない場合に再度の組立を要するため、組立工数が多くなってコストアップの要因となっていた。
【００１４】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一方向クラッチに組み込まれるばねのばね力を正確に、且つ簡単に測定することが可能な一方向クラッチのばね測定方法及び装置を提供すると共に、適当なばね力を持ったばねを組み込んで、機能や寿命が安定した一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  一方向クラッチのばね測定方法であって、
ばねが組み込まれた保持器を回転可能に支持する工程と、
前記ばねの寸法を測定、或いは前記ばねの取付不良を検出する工程と、
を備えたことを特徴とする一方向クラッチのばね測定方法。
（２）  前記測定、或いは検出工程は、前記保持器の内周面内から前記ばねを照射しながら非接触で行われることを特徴とする（１）に記載の一方向クラッチのばね測定方法。
（３）  （１）又は（２）に記載のばね測定方法によって測定された前記ばねを有することを特徴とする一方向クラッチ。
（４）  （１）又は（２）に記載のばね測定方法によって測定された前記ばねを有することを特徴とする一方向クラッチ内蔵型プーリ装置。
（５）  一方向クラッチのばね測定装置であって、
ばねが組み込まれた保持器を回転可能に支持する支持装置と、
前記保持器と共に該支持装置に支持された前記ばねのばね高さを非接触で測定する画像処理装置と、
を備えることを特徴とする一方向クラッチのばね測定装置。
（６）  前記支持装置に支持された前記保持器の内周面内には、照明装置が設置されることを特徴とする（５）に記載の一方向クラッチのばね測定装置。
（７）  前記支持装置は、前記保持器を回転中心に位置合わせした状態で前記保持器の軸方向両端部を挟持する、回転可能な一対のクランプ部材を有し、該一対のクランプ部材の一方には、前記照明装置を挿通可能な貫通孔が形成されていることを特徴とする（６）に記載のばね測定装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一方向クラッチのばね測定方法及び装置によれば、一方向クラッチに組み込まれるばねのばね力を正確に、且つ簡単に測定することが可能となる。また、本発明の一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置によれば、適当なばね力を持ったばねを組み込んで、機能や寿命が安定したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る一方向クラッチのばね測定方法及び装置、並びに一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、従来のものと同等であるので、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００１８】
本実施形態では、一方向クラッチ１１０に組み込まれるばね１０９のばね力を測定するため、図１に示すようなばね測定装置１０が使用される。ばね測定装置１０は、回転駆動装置１１と、ばね１０９が組み込まれた保持器１０８（以下、ワークＷと称する）を挟持する支持装置である第１及び第２のクランプ部材１２，１３と、ばね１０９のばね高さを測定するＣＣＤカメラ等による画像処理装置１４と、照明装置１５とを有する。
【００１９】
回転駆動装置１１は、第１のクランプ部材１２の軸部１２ａと連結され、第１のクランプ部材１２を回転駆動すると共に、ワークＷの位相決めを行う。第１のクランプ部材１２は、段付き円柱状に形成され、軸部１２ａと反対側の軸方向端部に保持器１０８の一端側内周面がインロー嵌合する小径軸部１２ｂを有する。第２のクランプ部材１３は、軸方向に移動可能であると共に、第１のクランプ部材１２と従動回転可能であるように支持されており、第１のクランプ部材１２と対向する側の端部に、保持器１０８の他端側内周面と当接するテーパ部１３ａを有する。
これにより、第１及び第２のクランプ部材１２，１３は、保持器１０８の軸方向両端部を挟持して、保持器１０８を回転中心に位置合わせすることができる。
【００２０】
また、第２のクランプ部材１３は、照明装置１５を挿通可能な貫通孔１３ｂを持って円筒状に形成されている。照明装置１５は、ＬＥＤ等の発光部１５ａを画像処理装置１４に向けた状態でこの貫通孔１３ｂ内に回転不能に配置されており、保持器１０８の内周面内からばね１０９を照射する。画像処理装置１４は、ワークＷの径方向上方に配置され、ばね１０９の画像を取得し、ばね１０９の形状を認識することで、ばね１０９の寸法としてばね高さＨを計測する。
【００２１】
このように構成されたばね測定装置１０での測定に際し、まず、ばね１０９が保持器１０８の端部側ばね固定爪１１５と中央側ばね固定爪１１６との間に挟むように、手作業や自動装置等を用いて装着される。そして、ばね１０９が組み込まれた保持器１０８の内周面を第１のクランプ部材１２の小径端部１２ｂにインロー嵌合することで、ワークＷは、その中心を第１のクランプ部材１２の回転中心に位置合わせして固定される。
【００２２】
次に、第２のクランプ部材１３を第１のクランプ部材１２に向けて軸方向に移動させ、ワークＷを第１及び第２のクランプ部材１２，１３間に挟持する。そして、ワークＷが挟持された後、回転駆動装置１１によって第１及び第２のクランプ部材１２，１３を回転駆動して、ワークＷを回転する。
【００２３】
その後、照明装置１５によってワークＷを照射し、画像処理装置１４のカメラによって、保持器１０８の任意の部分、例えば、端部側ばね固定爪１１５の稜線（図２のエッジＡ又はエッジＡ‘）を検出する。
【００２４】
端部側ばね固定爪１１５の稜線が設定した位置となったら、ワークＷの回転を停止する。そして、このように保持器１０８を所定の位置に位相決めした状態でばね１０９のカメラ画像を取得し、ばね１０９の先端部（図２のエッジＢとエッジＣ）を認識して、各エッジ間の距離を計算してばねのばね高さＨを非接触で測定する。
【００２５】
次に、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の製造方法について図３を参照して説明する。
【００２６】
ばね１０９は、例えば、ステンレス材等の板材をプレス加工やフォーミング加工により２つの押圧部１０９ｂを持つ形状に形成し、その後、加工による残留応力を除去するために熱処理を行って製作される。
【００２７】
製作されたばね１０９がローラ１０７と同数用意され、これらのばね１０９が保持器１０８の円周方向に沿って各ポケット内に配列される（ステップＳ１０１）。その後、上記の測定方法により保持器１０８に組み込まれたばね１０９のばね高さＨが測定される（ステップＳ１０２）。この段階でばね１０９のばね高さＨを測定することで、組み付けミスや変形によるばね１０９の寸法不良を判別することができる。
【００２８】
適切なばね１０９が組みつけられたことが確認されると、ローラ１０７が保持器１０８のポケット内に組み込まれる（ステップＳ１０３）。さらに、スリーブ１０２に圧入された内輪１０６とプーリ１０１に圧入された外輪１０５との間に、ローラ１０７とばね１０９を組み込んだ保持器１０８が挿入され、一方向クラッチ１１０がスリーブ１０２とプーリ１０１との間で組立られた後、両側の支持軸受１０３，１０４を圧入組立てすることで、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置１００が完成する（ステップＳ１０４）。
【００２９】
従って、本実施形態の一方向クラッチのばね測定方法及び装置によれば、第１及び第２のクランプ部材１２，１３によってばね１０９が組み込まれた保持器１０８を回転可能に支持し、ばね１０９のばね高さＨを測定するようにしたので、一方向クラッチ１１０に組み込まれるばね１０９のばね力を正確に、且つ簡単に測定することが可能となる。
【００３０】
特に、ばね１０９を保持器１０８に組み込んだ後、保持器１０８を所定の位置に位相決めした状態で画像処理装置１４によってばね１０９の画像を取得し、保持器１０８を基準としてばね１０９のばね高さＨが測定できるので、組み込み作業時のばね変形等による寸法不良が検査可能となる。また、ローラ１０７の組み込み直前の工程で、保持器１０８にばね１０９を組み込んだ後に測定し、ばね１０９の取付不良を検出できるので、ローラ１０７の組み付け直前までばね１０９が正規の位置に組みつけられていることが保証される。なお、検査したばね１０９は、その後なるべく運搬を少なくして次のローラ１０７の組み込み工程を行うことで、運搬時の振動等によりばね１０９が保持器１０８からずれるのを防止することができる。
なお、本発明は、ばね１０９の寸法としてばね高さHを測定する代わりに、ばね１０９の画像を基に、保持器１０８に対するばね１０９の取付不良を直接検出するようにしてもよい。
【００３１】
また、ばね高さＨの測定は、照射装置１５によって保持器１０８の内周面内からばね１０９を照射しながら非接触で行われるので、ばね１０９の画像をより鮮明にして測定することができる。
【００３２】
さらに、第１及び第２のクランプ部材１２，１３は、保持器１０８を回転中心に位置合わせした状態で保持器１０８の軸方向両端部を挟持するように、回転可能に設けられているので、画像処理装置との距離が一定に保たれ、正確なばね高さＨを計測することができる。
【００３３】
また、上記ばね測定方法及び装置によって測定されたばねを有する一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置は、適当なばね力を持ったばねが組み込まれることで、係合性能等の機能や寿命が安定したものとなる。
【００３４】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本実施形態では、保持器に組み込まれたばねのばね高さを測定しているが、この測定をばね単体の形状を測定した後に行うことで、より正確なばね測定が可能となり、さらに高精度で安定した一方向クラッチ及び一方向クラッチ内蔵型プーリ装置を製造できる。
【００３５】
本実施形態に適用される一方向クラッチは、外輪の内周面を円筒面、内輪の外周面をカム面とした内輪クラッチでも、外輪の内周面をカム面、内輪の外周面を円筒面とした外輪クラッチであってもよい。
また、本実施形態に適用される一方向クラッチ内蔵型プーリ装置では、一方向クラッチの内輪はスリーブと別体に形成されてもよく、或いは一体に形成されてもよい。同様に、一方向クラッチの外輪もプーリと別体に形成されてもよく、或いは一体に形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態であるばね測定装置を示す模式図である。
【図２】画像処理装置による測定画像例を示す図である。
【図３】本発明の一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の製造方法を説明するためのフローである。
【図４】一方向クラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【図５】一方向クラッチの内輪クラッチと外輪クラッチの断面図である。
【図６】内輪クラッチの保持器とばねを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０        ばね測定装置
１１        回転駆動装置
１２，１３  クランプ部材
１４        画像処理装置
１５        照明装置
１００      一方向クラッチ内蔵型プーリ装置
１０７      ローラ
１０８      保持器
１０９      ばね
１１０      一方向クラッチ
【図１】
2006083951.tif 000003
【図２】
2006083951.tif 000004
【図３】
2006083951.tif 000005
【図４】
2006083951.tif 000006
【図５】
2006083951.tif 000007
【図６】
2006083951.tif 000008